己成为工业上和尖端技术中必不可少的材料。碳化硅纤维比碳纤维具有更好的耐高温性和 化学惰性，SC纤维增强树脂复合材料的抗压强度是碳纤维增强复合材料的两倍。芳纶纤 维的强度比前几种纤维都高，是钢丝的5倍，其绝缘性、化学稳定性都很好，其复合材料已 用于飞机、船舶制造领域和兵器工业中。热固性树脂特别适于用作基体材料，它们与其他 组成物的各种纤维都极易黏合，这类树脂包括酚醛、环氧、聚酯和有机硅树脂等高聚物。 2.纤维增强金属(FRM)树脂基的复合材料存在若干无法克服的弱点，例如，不能在高温下 工作，耐磨性不高，尺寸不够稳定，使用期间逐渐老化等。金属基复合材料则不存在这些问 题。纤维增强材料可最有效地增强金属基体，同时具有优良的耐热性。3.纤维增强陶瓷 (FRC)以陶瓷材料为基体、碳纤维、硼纤维以及SiC、A12OB纤维为增强材料的纤维增强陶 瓷材料的比强度高、模量高、耐高温、耐磨耐蚀性能等方面几乎是无可比拟的。航天飞机外 壳上的绝热瓦，就是用纤维增强陶瓷材料制造的。纤维增强陶瓷，也是改善陶瓷脆性的一 个有效方法。这是因为这类材料受力时，其裂纹扩展到纤维时会受阻碍：纤维断裂要消耗能 量：断裂的纤维要拨出时也要吸收能量。凡此种种，都会大大减弱外力的作用而防止整体材 料的断裂。如碳纤维补强石英复合材料，其韧性可比纯石英材料提高三个数量级：SiC纤维 增强氧化锆陶瓷，其断裂韧性可比氧化锆陶瓷提高4倍以上，可望进入实用阶段。随着 科学技术的发展，各类复合材料必将会有更深入的研究、获得更广阔的应用。 第六节材料的设计 无论人类过去、现在或将来，要想战胜疾病、发展生产、改善生活、巩固国防，都需要 不断地研究和生产新药物、新染料、新材料，进行材料的设计，这些都离不开材料设计中涉 及的有机合成、分子设计和无机合成等。在有机合成中要做到三个“专一性”，即反应的 专一性（指有选择性地将一个或一组原子引入分子中，保证将原料有效地转变为产物）、反应 位点的专一性（指分子中如有一个以上能起反应的位点，使反应局限在特征的位点上）和立体 结构的专一性（指基团在三维空间排列上采取特定的构型）。有机化学家先后合成了叶绿素、 维生素B12、牛胰岛素和其他许多复杂的化合物，诺贝尔化学奖获得者、美国化学家Woodward 等人在1973年合成了VB12,它的分子中单是杂环部分就含有9个手性碳原子，共有512个 立体异构体，合成技术确属当时的最高水平。1965年，我国合成了具有生物活性的结品牛 胰岛素，是世界上首次人工合成的蛋白质，使人类在认识生命、揭示生命奥秘的伟大历程中 36• • 36 已成为工业上和尖端技术中必不可少的材料。 碳化硅纤维比碳纤维具有更好的耐高温性和 化学惰性，SiC 纤维增强树脂复合材料的抗压强度是碳纤维增强复合材料的两倍。 芳纶纤 维的强度比前几种纤维都高，是钢丝的 5 倍，其绝缘性、化学稳定性都很好，其复合材料已 用于飞机、船舶制造领域和兵器工业中。 热固性树脂特别适于用作基体材料，它们与其他 组成物的各种纤维都极易黏合，这类树脂包括酚醛、环氧、聚酯和有机硅树脂等高聚物。 2. 纤维增强金属（FRM）树脂基的复合材料存在若干无法克服的弱点，例如，不能在高温下 工作，耐磨性不高，尺寸不够稳定，使用期间逐渐老化等。金属基复合材料则不存在这些问 题。 纤维增强材料可最有效地增强金属基体，同时具有优良的耐热性。3. 纤维增强陶瓷 （FRC）以陶瓷材料为基体、碳纤维、硼纤维以及 SiC、Al2O3 纤维为增强材料的纤维增强陶 瓷材料的比强度高、模量高、耐高温、耐磨耐蚀性能等方面几乎是无可比拟的。航天飞机外 壳上的绝热瓦，就是用纤维增强陶瓷材料制造的。 纤维增强陶瓷，也是改善陶瓷脆性的一 个有效方法。这是因为这类材料受力时，其裂纹扩展到纤维时会受阻碍；纤维断裂要消耗能 量；断裂的纤维要拨出时也要吸收能量。凡此种种，都会大大减弱外力的作用而防止整体材 料的断裂。如碳纤维补强石英复合材料，其韧性可比纯石英材料提高三个数量级；SiC 纤维 增强氧化锆陶瓷，其断裂韧性可比氧化锆陶瓷提高 4 倍以上，可望进入实用阶段。 随着 科学技术的发展，各类复合材料必将会有更深入的研究、获得更广阔的应用。 第六节材料的设计 无论人类过去、现在或将来，要想战胜疾病、发展生产、改善生活、巩固国防，都需要 不断地研究和生产新药物、新染料、新材料，进行材料的设计，这些都离不开材料设计中涉 及的有机合成、分子设计和无机合成等。 在有机合成中要做到三个“专一性”，即反应的 专一性(指有选择性地将一个或一组原子引入分子中，保证将原料有效地转变为产物)、反应 位点的专一性(指分子中如有一个以上能起反应的位点，使反应局限在特征的位点上)和立体 结构的专一性(指基团在三维空间排列上采取特定的构型)。有机化学家先后合成了叶绿素、 维生素 B12、牛胰岛素和其他许多复杂的化合物。诺贝尔化学奖获得者、美国化学家 Woodward 等人在 1973 年合成了 VB12，它的分子中单是杂环部分就含有 9 个手性碳原子，共有 512 个 立体异构体，合成技术确属当时的最高水平。1965 年，我国合成了具有生物活性的结晶牛 胰岛素，是世界上首次人工合成的蛋白质，使人类在认识生命、揭示生命奥秘的伟大历程中